本發明涉及制造糖果產品的方法和通過所述方法生產的糖果產品，所述糖果產品包含硬質糖果部分或其中具有至少一個硬質部分的部分的組合。
背景技術：
數百年來，消費者沉湎于不同形式的糖果產品。為滿足消費者的趣味、愿望和需求以及糖果產品制造商的實際需求，糖果產品的生產隨時間而變。可以形成具有各種質構例如柔軟、耐嚼、堅硬、易碎等的糖果產品，提供所有這些質構都是為了滿足消費者的喜好。例如，一些消費者喜歡質構單一的硬質糖果產品，而另一些消費者則喜歡其中至少一部分是堅硬質構的多重質構的糖果。
當在本文中使用時，術語糖果產品是指消費者購買并消費的產品。糖果產品中的成分包含糖體(saccharide mass)和任選的其它成分例如但不限于著色劑、調味劑、高強度甜味劑、活性物質和增感劑。糖體在糖果產品中的作用是提供甜味和物理結構兩者。糖果可以具有單一部分或者包含多個部分。多部分糖果中的部分可以包含相同的配方或不同配方。這些部分有時也可以被稱為“層”，因為它們通常像在三明治中那樣組裝(即集合或布置)成彼此相鄰的不同層的層壓布置方式。存在于多部分糖果產品的最外表面上的部分可以被稱為“包衣”。存在于多部分糖果產品的中心中的部分可以被稱為“芯”。包衣和芯可用于描述鍋包衣糖果或夾心索狀糖果的兩個部分的位置。
當在本文中使用時，術語糖類包括簡單和復合糖以及簡單和復合多元醇。多元醇是糖的氫化版本，并被用于制造“無糖”糖果。簡單糖類包含1至3個單糖單元。例如，果糖含有1個糖單元。蔗糖含有兩個糖單元：果糖和葡萄糖。復合糖類包含超過3個糖單元，因此復合糖類具有比簡單糖類更高的分子量和更長的長度。在糖果產品中使用的三大復合糖類的實例是玉米糖漿固體、聚糖醇和聚葡萄糖。玉米糖漿固體含有右旋糖的長鏈。聚葡萄糖是含有右旋糖的長鏈的合成的糖類。聚糖醇(也被稱為氫化淀粉水解物)含有右旋糖單元的長鏈并且鏈末端的糖被氫化成醇類。糖類包括但不限于蔗糖、果糖、右旋糖、麥芽糖、木糖、菊糖、低聚果糖、玉米糖漿固體、聚葡萄糖、麥芽糖糊精、淀粉、山梨糖醇、麥芽糖醇、異麥芽酮糖醇、木糖醇、赤蘚糖醇、聚糖醇、氫化麥芽糖糊精、半乳糖、海藻糖、塔格糖、異麥芽酮糖及其組合。
在消費時，消費者在咀嚼糖果產品時感受它們的質構。硬質糖果產品可以被表征為在咀嚼時是松脆的。在糖果產品被咀嚼時，消費者可以感覺并聽到它們碎裂成小塊的聲音，也就是說，他們可以在咀嚼期間聽見并感覺到“松脆”。碎塊越小，所述碎塊在唾液中溶解得越快，導致感受到糖果料團中的成分快速遞送以及“松脆”感覺。
一般來說，消費者喜愛糖果產品中存在多種變化。具有由多個部分造成的多種質構的糖果產品，導致消費者感受到多種身體感覺。具有多種質構的糖果產品可以進一步包含多種成分釋放特性，其引起甜味、風味、活性物質和增感劑的改變的遞送。當在本文中使用時，增感劑是產生身體響應包括但不限于刺痛、麻木、溫暖、清涼及其組合的成分。當在本文中使用時，活性物質是在體內產生健康或醫學響應的成分。多部分糖果可以是堅硬且易碎的糖果部分與軟質糖果部分的組合。軟質糖果包括口香糖和不含膠基的耐嚼糖果，例如但不限于太妃糖、焦糖、軟糖、巧克力、牛軋糖、甘草糖、方旦糖、橡皮糖、果凍、粒狀糖及其組合，可以在質構上與硬質糖果料團形成對照。與硬質糖果相比，軟質糖果也可以給出更慢的成分釋放。口香糖和其它軟質糖果通常是彈性的并在咀嚼期間變形，但是不破裂或開裂。當在咀嚼期間唾液與軟質糖果混合并溶解甜味劑和其它水溶性成分(例如調味劑和增感劑)時，所述成分從軟質糖果緩慢釋放。
目前，制造具有堅硬且易碎的糖果部分和軟質糖果部分的多種質構糖果的最常見方法是通過鍋包衣方法。一般來說，鍋包衣方法包括向在包衣鍋(即Driam或其它翻滾裝置)中翻滾的糖果芯上多次噴灑施加含有糖類的過飽和溶液，并在噴灑施加之間暫停以使得存在于施加的噴灑溶液中的水分蒸發。在噴灑施加之間的暫停期間，晶體在糖果芯的外表面上生長。向所述芯的外表面繼續施加溶液，直至已積累優選量的糖類。
使用鍋包衣方法存在幾個挑戰。一個挑戰是產生堅硬質構包衣所必需的加工時間，為了建造所述包衣需要大量噴灑施加以及噴灑之間的暫停。為了在芯上發生晶體形成，必須允許一定的時間以蒸發掉每次噴灑施加中的水并生長晶體。鍋包衣方法的另一個挑戰在于每次施加必須小心翼翼，以便噴灑施加不溶解由較早的施加形成的晶體。
鍋包衣方法也可以使用熔融糖類作為噴灑在芯上的料團來進行。在噴灑施加中使用熔融糖類，在每次噴灑施加之間需要用于所述糖類在芯上冷卻并結晶的時間。必須小心以便較晚的施加不會重新熔化較早的施加。當使用熔融糖體作為施加到糖果塊的噴灑液時的挑戰在于選擇用于所述噴灑施加的糖類，其：a)在加熱時具有非常低的粘度；b)當噴灑液小滴冷卻時將轉變成玻璃形式(即無定形)；并且c)隨后當所述玻璃小滴附著于芯的表面時轉變成晶體。施加的糖體不能是非常吸濕的，否則由于噴灑的材料吸收環境水分，得到的包衣的脆性將降低。被選擇用于所述糖類噴灑的糖類還必須具有非常低的熔化溫度和緩慢的結晶速率，以便在噴灑設備中不形成晶體。
不論是使用過飽和糖類溶液還是熔融糖類，鍋包衣方法在多部分糖果產品的最終形式上也有限制。鍋包衣方法包括將糖果芯在旋轉的鍋或圓筒中翻滾，同時進行噴灑。由于包衣糖體被粗略地施加在糖果芯的整個外表面周圍，因此所述翻滾過程使糖果芯的邊和角變圓。所述翻滾是鍋包衣方法的必需部分，因為它產生摩擦，這有助于在施加的糖體中產生晶體生長。
一種用于制造多部分糖果產品的不同的方法是通過使用擠出方法。擠出意味著將糖果料團(其含有糖體和任選的其它成分)在封閉容器(例如擠出機)中混合并加熱，然后迫使(或推動)其通過封閉容器中的出口(例如模板開口)離開所述容器的糖果制造方法。使用擠出時，利用例如封閉容器中的螺桿向容納在所述封閉容器內的糖果產品施加力。離開的糖果產品的形式(例如繩索、帶和片)取決于模板開口的尺寸、糖果產品的粘度和膜特性、封閉容器內的壓力與封閉容器外的壓力之間的差值。具有至少一個開口的模板產生呈模板開口的形狀的擠出形式。
當制造至少一個硬質糖果部分作為最終糖果產品或作為最終的多部分糖果產品的一部分時，擠出方法的挑戰在于糖果產品在被擠出之時和之后的物理特性。擠出的糖果產品必須具有一定的粘度和膜特性，從而能夠在封閉容器(例如擠出機)中混合，以由封閉容器的開口(例如模板開口)決定的形式(例如繩索、帶或片)離開封閉容器，維持該形式并且同時具有足夠柔性以進行進一步加工(例如成型和精整)，然后在加工后變得堅硬且易碎。使用擠出方法，可以將擠出的糖果部分在成型時組裝在一起或在獨立的處理步驟中組裝在一起。
在使用擠出方法制造將被單獨消費的單個堅硬且易碎的糖果部分或使用方法制造具有至少一個堅硬且易碎的糖果部分的多部分糖果產品中的一個挑戰，在于由糖果產品的膜特性產生的粘度和緊致性影響擠出的糖果料團在進一步的加工步驟例如成型和精整中保持其形式(即繩索、帶或片)的能力。如果糖果產品(含有糖體)具有低粘度和/或沒有膜特性，則雖然可以迫使擠出的糖果產品離開擠出機，但擠出的產品將像煎餅糖漿一樣是無形狀的流動的流體料團。糖果產品的緊致性來自于其膜特性，所述膜特性理論上來自于糖果產品的糖體中的復合糖類的相互作用。膜特性來自于長分子與其它長分子的纏繞，從而產生膜。在這種情況下，復合糖類例如聚糖醇、聚葡萄糖和玉米糖漿固體含有長分子，其將自身并與糖體中的其它糖類纏繞，產生導致緊致的擠出形成料團的膜特性。糖體的長的復合糖類的含量越高，離開封閉容器的形成的擠出料團的強度越大。
用于制造單獨的或與另一個部分組合的堅硬且易碎的糖果部分的擠出裝置例如雙螺桿擠出機，具有混合糖果產品(含有糖體)，加熱混合的糖果產品直至所有糖類晶體熔化，以及隨后迫使糖果產品通過擠出機中的開口例如模板開口的能力。擠出要求被迫通過模板開口的糖果產品在擠出溫度下具有柔性質構，并具有足以流過模板開口以及隨后在離開模板開口后保持其形式(例如繩索、帶、片)的粘度和膜特性。
為了使用擠出方法制造具有多個部分的糖果產品，糖果部分可以同時制造或者分開地制造并隨后組裝。當多個部分被同時生產、即共擠出時，將兩個糖果料團分開地混合、加熱，并迫使其通過具有用于每個部分的開口的模板。使用共擠出時，所述部分在被迫通過同一模板時組裝在一起。所述部分可以采取任何布置，例如但不限于層壓布置(例如平行的層)和同心布置(例如夾心繩索)。當擠出的糖果部分在流過模板開口時或在模板開口后彼此相鄰時，每個料團的溫度可以影響另一個部分的溫度。這種影響包括但不限于粘度或晶體生長速率的變化。當多個部分被分開制造，隨后在離開擠出機后組裝時，兩個糖果部分被分開地混合、熔化，并在各自通過它們的獨立模板開口時成型成繩索、帶或片。然后將分開的部分以多種布置組裝，例如但不限于分層布置(例如三明治外觀)。
一個挑戰是選擇糖果產品的糖體含量，使得糖體可以產生必需的粘度和膜特性，以用于通過模板開口擠出，然后在不損傷可能與其組裝的任何其它部分的溫度下保持糖體的模板后形式(即繩索、帶或片)。主要的考慮因素是許多糖類的熔點相當高(有許多超過150℃)，而許多軟質糖果產品例如口香糖的熔點為50–60℃。層在這種溫度下的組合可能引起軟質糖果部分的熔化和可能的損壞。
糖果產品含有許多不同成分，各自具有其自己的目的。在適合的加工溫度下具有堅硬且易碎的質構的糖果產品，需要含有可以在那些加工條件下提供該質構的糖體。其它成分，如果它們在化學上或物理上不干擾糖果產品中的糖類，則可以包含在糖果產品中。這些成分包括但不限于調味劑、著色劑、高強度甜味劑、增感劑、活性物質及其組合。
為了產生期望的最終糖果產品的堅硬且易碎的質構，能夠選擇或改變糖體的物理性質，在產生具有至少一個堅硬且易碎部分的多部分糖果中將是特別有用的。有用的是，獲得選擇糖體的含量使得它在加工期間是柔性和流體的，但在被消費之前變得堅硬且易碎的方法。有用的是，能夠選擇糖體，使得擠出該糖體所需的溫度不會高得損壞與其組裝的任何其它糖果部分。有用的是，獲得設計糖果產品的靈活性以及用于制造該產品的方法，所述方法將產生在最終產物中具有可預測量的硬度和晶體含量的擠出的糖果料團。
發明概述
一種擠出的糖果產品，其包含一個或多個部分，其中至少一個部分提供了在咀嚼時堅硬且易碎的部分。此外，提供了所選糖類的組合，以在作為單一部分或作為多部分糖果產品中的一個部分擠出時獲得期望的質構屬性。一種用于產生堅硬且易碎的糖果部分的方法，所述方法考慮到了用于制造糖果產品的糖類的晶體生長速率。
發明詳述
本發明涉及包含糖體的糖果組合物，其具有適合于擠出糖果部分的粘度，所述糖果部分在加工中在質構上仍保持柔性，隨后在消費之前硬化并變得易碎。堅硬且易碎的部分可以被單獨消費或在多部分糖果中與其它糖果部分組裝。
本發明涉及一種選擇糖體的含量的方式，使得糖類的分子量、Tm和Tg將產生具有適合于產生擠出的糖果料團的凈粘度和膜特性的糖體，所述糖果料團通過各種處理步驟仍保持柔性，并在糖果產品被消費之前硬化并變得易碎。這意味著熔融糖體(含有所選的糖類)將粘稠得足以被擠出，并仍然是足夠柔性的從而被成型和精整，同時在接下來的生產過程中保留其硬化和結晶的能力。對于多部分糖果來說，本發明還涉及熔融的糖體，其將在不損傷多部分糖果中的任何其它部分的溫度下通過模板開口擠出而變成硬質部分。
本發明還涉及為糖體選擇糖類，使得通過在Tg和Tm以及加工溫度的基礎上選擇糖類，來減緩糖體的晶體生長速率。這種晶體速率允許在晶體生長產生硬質糖體質構之前對糖體進行擠出、成型和精整。
一般來說，糖類是簡單和復合的糖和多元醇。簡單糖類包含1至3個糖單元，復合糖類包含4個或更多個糖單元。糖類在其物理特性上變化極大。表1包括了糖類和它們的物理特性的非限制性列表。
表1：糖類：分子量、Tm、Tg、吸濕性程度
UK＝未知
糖類的物理性質取決于它們的分子量(mw)、晶體熔化溫度(Tm)、玻璃化轉變溫度(Tg)和吸濕性程度。分子量(mw)是分子的物理重量，以道爾頓為單位。簡單糖類含有1至3個糖或氫化的糖(即多元醇)單元，并具有低分子量。由于它們的分子組成，簡單糖類可以產生緊密結合的晶體結構，這與它們的晶體熔化溫度(Tm)相關。
復合糖類具有超過3個、通常數百個單糖單元。至少部分由于在物理上難以將它們的部分布置成有組織的晶體形式，這些復合糖類不太可能結晶，或者可能僅在它們結構的有限部分中結晶。分子量越大，糖類分子在被加熱時移動得越慢，產生高的粘度。更大分子量的糖是長的且常常是支鏈的。這兩種特性都降低分子結晶的趨勢。聚葡萄糖是葡萄糖單元的合成聚合物。身體難以消化聚葡萄糖，因此它可用于含糖和無糖產品中。玉米糖漿固體通過玉米淀粉的酸和/或酶降解而產生。得到的干物質含有一些簡單糖類，但大多數是簡單糖單元的長聚合物。聚糖醇(也被稱為氫化淀粉水解物)通過對糖類、麥芽糖糊精、淀粉和/或玉米糖漿的混合物進行氫化來生產。聚糖醇含有一些簡單多元醇，盡管它主要是簡單多元醇的長聚合物。在許多糖果產品中，聚糖醇是玉米糖漿的替代物，其方式與麥芽糖醇是麥芽糖的替代物相同。
晶體熔化溫度(Tm)是糖類晶體熔化時的溫度。熔融的糖類將粗略地在與它們熔化時的溫度相同的溫度下重結晶。晶體重新生長可以受到類似分子的濃度和干擾分子的濃度的影響。
玻璃化轉變溫度(Tg)是當糖體被冷卻時熔化的糖類從流體轉變成固體，或當糖體被加熱時從固體轉變成流體的溫度。流體特征可以根據其粘度來度量。使用不結晶的糖類(也就是說，它們是無定形的)，它們可以以流體形式存在，其在糖類的Tg值下粘度改變。粘度是糖體的流體性的度量。
存在幾種測量粘度的方式。粘度是材料流動的阻力。粘度＝剪切應力/剪切速率。剪切速率是可流動的材料中的速度梯度，它與通過樣品移動的軸的形狀(例如“T”形)和在設定溫度(例如110℃或150℃)下在特定量樣品材料中轉動的軸的旋轉速度(例如以2–8秒–1的設定速度)相關。泊是速度測量的單位。物質對流動的阻力越大，泊的數目越大，因此粘度讀數越大。
粘度可以是表征糖體的另一種手段。例如，在110℃–150℃下，在2–8秒-1的剪切速率下粘度讀數為約24至約815泊的熔融糖體，將流過模板開口以形成繩索、帶或片。更大的粘度可能堵塞模板開口，而更低的粘度可能像煎餅糖漿一樣流過模板開口。
糖類的吸濕性程度是糖類吸收環境濕氣的傾向性。當水被添加到糖體時，糖類的這種特性受到更大關注，因為吸濕性程度越高，當糖類吸收水時除去水分就更難。由于吸濕性程度與當前的討論相關，因此糖類的吸濕性越大，糖類吸收環境濕氣的傾向性就越大，導致糖體變粘的傾向性更大。一般來說，糖類分子越長并且分支越多，分子的吸濕性越大。被具有高吸濕性程度的糖類吸收的濕氣可能溶解糖體表面上的一些簡單糖類并使表面變粘。
這些性質有助于指導為糖體選擇糖類，以滿足處理需求，例如在不損壞與其組裝的任何糖果部分的溫度下混合并擠出糖體所必需的粘度。所述性質還有助于指導為糖體選擇糖類，所述糖體具有足夠緩慢的結晶速率以維持擠出、形成、成型和精整糖果產品所需的柔性，但在消費之前是堅硬且易碎的。
組合糖類以便產生在加工期間柔性并在消費期間堅硬且易碎的糖體的一個實例，是麥芽糖醇、赤蘚糖醇和聚糖醇的組合。麥芽糖醇是在無糖糖果產品中常用的糖類。干燥的結晶麥芽糖醇本身在熔化時由于其高粘度而難以混合。當這種混合和熔化在帶有用于混合的螺桿的封閉容器(例如擠出機)中進行時，在混合期間需要施加的能量非常高，并且對于傳統的糖果制造設備來說是不現實的。減少能量需求的方式包括向含有麥芽糖醇的糖體添加小百分率的赤蘚糖醇。
每種糖類的Tm和Tg可用于幫助解釋麥芽糖醇與赤蘚糖醇之間的這種伙伴關系。結晶麥芽糖醇具有144℃的Tm和39℃的Tg(表1)。麥芽糖醇的熔體粘度非常高，當它被熔化時需要非常大量的能量來混合料團。此外，未熔化的麥芽糖醇晶體的存在也在物理上妨礙熔化的麥芽糖醇的至少一些流動。添加百分之幾的簡單糖類例如赤蘚糖醇將降低混合麥芽糖醇所需的能量，因為簡單糖類具有121℃的Tm(低于麥芽糖醇的Tm)和-42℃的Tg(低于麥芽糖醇的Tg)。赤蘚糖醇起到潤滑劑的作用，以使得麥芽糖醇能夠流過封閉容器并通過封閉容器一端處的模板開口離開。糖體將在具有足夠的結構體的情況下離開模板開口以維持一定的形狀結構，但不能維持非常長時間。
向麥芽糖醇糖體添加赤蘚糖醇降低了當料團在通過模板開口離開進入環境溫度后冷卻時糖體的結晶速率。盡管隨著糖體的溫度降低，熔化的無定形麥芽糖醇的粘度降低并開始結晶，但熔化的赤蘚糖醇(具有比麥芽糖醇更低的粘度)將繼續對較高粘度的麥芽糖醇中及其周圍的潤滑性和流動性有貢獻。如果混合物中存在的赤蘚糖醇的量足夠高，當糖體冷卻時它也可以形成足夠的晶體，通過赤蘚糖醇晶體在物理上破壞熔化的麥芽糖醇的連續性而降低熔化的麥芽糖醇的流體本性。當混合的糖體冷卻時，隨著料團向其Tm冷卻，麥芽糖醇晶體生長的速率將提高。為了維持將擠出的糖體形成、成型和精整成單個糖果塊所需的柔性質構，對冷卻溫度進行控制以便限制麥芽糖醇晶體的生長，直至成型和精整處理步驟完成之后。
兩種簡單的多元醇(例如麥芽糖醇和赤蘚糖醇)的這種組合的一個挑戰在于產生一種擠出的糖體，所述糖體在離開模板開口后維持其形式(例如繩索、帶、片)。在兩種不同的簡單糖類例如麥芽糖醇和赤蘚糖醇之間僅存在非常有限量的粘合。大的復合糖類例如聚糖醇的添加在整個擠出的糖體中產生一定緊致，其使得能夠擠出穩定的形式(例如繩索、帶和片)。聚糖醇具有成膜性質，其在三組分糖體中產生緊致。聚糖醇是大的復合糖類。其它大的復合糖類包括但不限于聚葡萄糖和玉米糖漿固體。聚葡萄糖是這三種糖類中吸濕性最高的。
當上述麥芽糖醇和赤蘚糖醇糖體還含有少量聚糖醇時，所述聚糖醇與赤蘚糖醇和麥芽糖醇分子產生緊致的構架或薄膜。這種薄膜的生成使得冷卻的糖體在更長的溫度和時間框架內更加柔性。如果最終目標是當含有糖體的糖果產品最終在室溫下時具有堅硬且易碎的糖果部分，則需要降低添加的復合糖類的量，因為復合糖類分子由于物理干擾可以減少將要結晶的簡單糖類的量。此外，復合糖類可以是吸濕的并吸收環境水分，其可以溶解料團表面上的簡單糖類，產生發粘的產品表面。最后，盡管簡單糖類確實結晶，但復合糖類大部分不結晶，產生柔性或耐嚼的質構而不是優選的堅硬且易碎的質構。
如果糖體主要由復合糖類(例如聚糖醇、聚葡萄糖或玉米糖漿固體)構成，則向糖體添加簡單糖類將在混合和熔化期間產生與僅包含復合糖類的糖體相比需要更少能量來加熱和混合的粘度。一般來說，糖類越大，其在設定溫度下的粘度就越高。可以將這些大的復合糖類(例如聚糖醇、聚葡萄糖、玉米糖漿固體)加熱到在混合和加熱期間需要的能量合理并且粘度使得可以迫使它通過模板開口的溫度點。但是，得到的擠出糖體的柔性性質過大，產生的擠出糖體的粘度太低而不能保持其形式。復合糖類擠出料團也將處于可能損壞將要在擠出后與其組裝的許多糖果部分例如口香糖的溫度下。
含有大量大的復合糖類的糖體，可以通過向其添加低百分率的簡單糖類來降低粘度，特別是如果簡單糖類的Tm低于大的復合糖類的Tm的話，因為簡單糖類將首先熔化并在復合糖類熔化之前為糖體增加潤滑性和流體性。如果簡單糖類的Tg低于復合糖類的Tg，則熔化的簡單糖類的粘度將增加糖體的流體性。
可以向含有大的復合糖類的糖體添加非糖類潤滑劑例如但不限于蠟或脂肪，以增加當料團被混合、熔化和被迫通過模板開口時所需的潤滑性。當糖體被混合并熔化時，非糖類潤滑劑熔化。流體非糖類潤滑劑增加了糖體在移動通過并離開封閉容器時的流體性。如果非糖類潤滑劑(例如蠟或脂肪)是疏水的，由于糖類是親水的，因此非糖類潤滑劑將流向混合的糖果產品的外部。當糖果產品(含有糖體)通過模板開口離開時，非糖類潤滑劑在產品的外表面上，并有助于糖果產品通過開口，為糖果產品添加光澤，并為糖果產品提供一定的抗拒環境水分吸收的保護。已發現，糖類的優選選擇是具有下述特性的糖類的組合：a)在具有混合螺桿的封閉容器(例如擠出機)中混合并熔化期間，產生在混合期間需要可接受的能量水平的粘度；以及b)產生通過模板開口作為繩索、帶或片離開裝置的擠出的糖體，其在約110℃至約150℃的優選溫度范圍下，在2–8秒–1的剪切速率下具有約24至約815泊的優選的實測粘度(使用Brookfield裝置測量)。如果擠出的糖體在離開模板開口時處于優選的溫度范圍下，或者被擠出并在晚些時候回火到優選的溫度范圍，則該繩索、帶或片的溫度將不損壞與其組裝以制造多部分糖果的軟質糖果層。如果簡單糖類結晶，但是糖體不硬化，而是保持柔軟和柔性，則糖體的配方和用于混合和熔化它的加工條件產生“含顆粒”糖果而不是想要的堅硬且易碎的糖果。“含顆粒”描述來自于在柔性糖果產品中存在可注意到的糖類晶體。
產生含有形成優選的堅硬、易碎且松脆質構作為單獨糖果部分或作為多部分糖果產品中的一部分的糖體的糖果產品的方法，包括下列加工步驟：1)選擇含有糖類和不干擾糖體的任何其它成分(例如但不限于調味劑、著色劑、高強度甜味劑、增感劑、活性成分及其組合)的混合物的適合的糖果產品；2)將干燥的糖果產品置于具有混合和加熱能力的裝置(即封閉容器)(例如但不限于具有雙螺桿的擠出機)中；3)將糖果產品混合并加熱至高于具有最大Tm的糖類的熔點的溫度，以使所有糖類晶體熔化；4)迫使糖果產品通過混合和加熱封閉容器中的開口(例如但不限于擠出機中的模板開口)；以及5)在糖果產品通過模板開口離開時將其成型成繩索、帶或片。
可以將擠出的糖果產品進一步加工成準備好消費的產品，加工步驟包括：1)將形成的糖果產品成型成單個的糖果塊(例如通過用金屬絲、輥、轉輪、刀具、下降輥(drop roller)、旋切機、Uniplast或其組合進行切割)；以及2)對單個糖果塊進行精整(例如但不限于壓制、壓花、用干燥顆粒撒粉、用液體成分噴灑、鍋包衣或其組合)。
如果糖果產品是多部分糖果產品的一部分，則進一步的加工步驟包括：1)將形成的糖果產品與另外的糖果部分(例如但不限于口香糖或耐嚼糖果)組裝；2)將多部分糖果料團成型成單個糖果塊(例如通過用金屬絲、輥、轉輪、刀具、下降輥、旋切機、Uniplast或其組合進行切割)；以及3)對單個糖果塊進行精整(例如但不限于壓制、壓花、用干燥顆粒撒粉、用液體成分噴灑、鍋包衣或其組合)。優選地，熔融的糖果產品用糖體產生，使得糖體(以及因此糖果產品)在約110℃至約150℃的優選溫度范圍下，在2–8秒–1的剪切速率下具有約24至約815泊的實測粘度(在Brookfield粘度儀上測量)。
優選地，封閉容器裝置(例如擠出機)被設計成具有連續的正向流動，并在裝置的整個混合和熔化加工區域內可調節地施加剪切和加熱。優選地，所述裝置通過整合有從入口經混合和熔化區段直至開口(例如模板開口)縱向延伸通過裝置的螺桿配置(含有至少一個螺桿，優選地兩個螺桿)，可以在整個裝置內提供可調節的混合(即可調節的剪切)。產生可調節的剪切的一種手段是通過使用可調節的螺桿元件。在一個優選實施方式中，雙螺桿、相互串套、共旋轉的螺桿布置從入口經混合和熔化區段直至模板開口縱向延伸通過擠出機。
模板開口可以用有助于限制糖果產品在從封閉容器中的散裝料團向在封閉容器外部形成的繩索、帶或片移動時的流動的任何裝置零件代替。噴嘴是滿足這些要求的裝置零件的實例。由于流動在通過噴嘴(或模板開口)流動時受限，因此糖果產品產生繩索、帶或片的形式，其橫截面幾何形狀由料團流經的噴嘴(或模板開口)決定。
成型處理步驟可以包括將擠出的糖果產品切割成單個糖果塊。這可以使用各種的設備零件來進行，包括但不限于用金屬絲、輥、轉輪、刀具、下降輥、旋切機、Uniplast或其組合進行切割。成型的單個糖果塊可以具有開放末端以便可以看見任何內部部分，或者單個糖果塊可以被夾捏以便不能看見任何內部部分。
精整過程步驟可以進一步包括輥或轉輪，其可以將任何組裝的部分壓制在一起和/或將圖案壓制在任何單個或組裝的部分中(即壓花)，或以其它方式標記糖果產品表面。精整處理步驟還可以包括用干燥顆粒撒粉糖果產品的表面。顆粒可以包括但不限于著色或未著色的顆粒，其包括蠟、脂肪、油、甜味劑、高強度甜味劑、著色劑、調味劑、增感劑及其組合。此外，顆粒可以包括調味劑珠、堅果塊或水果塊。精整處理步驟還可以包括用液體噴灑糖果料團的表面。噴灑的材料可以包括但不限于著色或未著色的液體，其包括糖類糖漿(saccharide syrup)、熔融糖類、熔融蠟、熔融脂肪、熔融巧克力、熔融復合包衣、油、高強度甜味劑、著色劑、調味劑、增感劑、活性物質及其組合。
在這種糖果制造方法中，將糖果產品加熱至糖果產品中的所有糖類晶體熔化，然后將糖果產品回火以便降低晶體生長速率，直至所有糖果產品被形成、成型和精整。在糖果已完成精整處理步驟后，可以將糖果料團故意冷卻，以便在單個糖果塊被包裝之前加速晶體生長。
在本發明的實施方式中，在咀嚼時堅硬且易碎的單一糖果部分通過擠出方法來生產，在所述方法中，向具有縱向延伸通過擠出機的雙螺桿的擠出機添加糖果成分(包含糖體和其它成分，后者包括但不限于著色劑、調味劑、高強度甜味劑、增感劑、活性物質及其組合)的干燥混合物；然后將糖果料團在擠出機中混合并加熱至所有糖類晶體熔化，然后迫使糖果料團通過在擠出機的與干燥糖果料團進入擠出機的末端相反的末端處的模板開口(或噴嘴)離開擠出機；并且最后將加熱和擠出的料團成型成單個糖果塊并精整。在本發明的另一個實施方式中，擠出的料團在約110℃至約150℃的優選溫度范圍下，在2–8秒–1的剪切速率下具有約24至約815泊的實測粘度(在Brookfield粘度儀上測量)。
在本發明的實施方式中，糖果產品含有糖體，其包含70–98重量％的簡單糖類和30–1重量％的另一種不同的簡單糖類，其中糖果產品在約110℃至約150℃的優選溫度范圍下，在2–8秒–1的剪切速率下具有約24至約815泊的實測粘度(在Brookfield粘度儀上測量)。
在本發明的實施方式中，糖果產品含有糖體，其包含70–98重量％的簡單糖類、1–30重量％的另一種不同的簡單糖類和0.30–10重量％的復合糖類，其中糖果產品在約110℃至約150℃的優選溫度范圍下，在2–8秒–1的剪切速率下具有約24至約815泊的實測粘度(在Brookfield粘度儀上測量)。
在本發明的實施方式中，糖果產品含有糖體，其包含70–98重量％的簡單糖類、30–1重量％的另一種不同的簡單糖類、0.30–10重量％的復合糖類和1–4重量％的脂肪或蠟，其中糖果產品在約110℃至約150℃的優選溫度范圍下，在2–8秒–1的剪切速率下具有約24至約815泊的實測粘度(在Brookfield粘度儀上測量)。
在本發明的另一個實施方式中，多部分糖果產品含有第一糖果部分和第二糖果部分，其中所述兩個糖果部分被組裝在一起，并且一個糖果部分在室溫下具有堅硬且易碎的質構，另一個部分在室溫下具有柔軟且耐嚼的質構。
在本發明的實施方式中，糖果產品含有糖體，其包含40–60重量％的簡單糖類和60–40重量％的復合糖類，其中糖果產品在約110℃至約150℃的優選溫度范圍下，在2–8秒–1的剪切速率下具有約24至約815泊的實測粘度(在Brookfield粘度儀上測量)。
在本發明的實施方式中，糖果產品含有糖體，其包含40–60重量％的簡單糖類、60–40重量％的復合糖類和1–10重量％的另一種不同的簡單糖類，其中糖果在約110℃至約150℃的優選溫度范圍下，在2–8秒–1的剪切速率下具有約24至約815泊的實測粘度(在Brookfield粘度儀上測量)。
在本發明的實施方式中，糖果產品含有糖體，其包含40-60重量％的簡單糖類、60-40重量％的復合糖類、1–10重量％的另一種不同的簡單糖類和1–4重量％的脂肪或蠟，其中糖果產品在約110℃至約150℃的優選溫度范圍下，在2–8秒–1的剪切速率下具有約24至約815泊的實測粘度(在Brookfield粘度儀上測量)。
在本發明的另一個實施方式中，多部分糖果含有包含第一糖體的第一糖果部分和第二糖果部分，其中兩個糖果部分彼此組裝，并且第一糖果部分的質構在室溫下是堅硬且易碎的。
實施例
利用至少一種包含糖體的糖果產品制造了糖果產品樣品。糖體含有不同糖類的混合物。在被加熱并混合直至所有糖類晶體熔化后，將糖果產品冷卻至約110℃至約150℃，此時在2–8秒–1的剪切速率下實測粘度為約24至約815泊(在Brookfield粘度儀上測量)。滿足這種粘度和溫度要求的糖果產品含有兩種不同糖類或三種糖類。有時，在含有糖類的糖果產品中存在不在物理上或化學上改變糖果產品中的糖類的物理性質的其它成分例如著色劑或調味劑。有時向糖果產品添加蠟以潤滑這些成分或為成分增加流體性，但是不在物理或化學上改變糖體中的糖類的物理性質。評估這些糖果產品配方樣品的含量，其記錄在表2和表3中。對于表2和表3中記錄的所有配方沒有獲取粘度讀數，但是這些配方的目測粘度和產生堅硬且易碎的糖果產品的能力似乎與進行了粘度測試的配方相近。
表2：糖體配方含量
表2包括了在制造糖果產品(其含有糖體)中探索的幾種糖類，所述糖果產品在約110℃至約150℃的優選溫度范圍下，在2–8秒–1的剪切速率下具有約24至約815泊的實測粘度(在Brookfield粘度儀上測量)。
糖體配方包括簡單糖類，其與另一種不同的簡單糖類并可以與復合糖類合并，以便產生熔融的糖體，其在約110℃至約150℃的溫度下具有優選粘度和足夠緩慢的晶體生長速率，以使得能夠在含有糖體的糖果產品被加工成形成、成型和精整過的堅硬且易碎的糖果部分時操控糖果產品，不論它是作為單獨糖果部分還是作為多部分糖果內的一部分進行評估。例如，將落于配方1-3內的一些配方與口香糖層共擠出，使得口香糖部分在擠出的糖果產品繩索部分的芯中。在其它情況下，落于配方1-3內的配方是三部分糖果中的部分，所述三部分糖果由組裝在兩個擠出的糖果部分帶之間的擠出的口香糖帶部分構成。
在用于制造包含含有異麥芽酮糖醇或麥芽糖醇的糖體的擠出的糖果產品的加熱和冷卻條件下，異麥芽酮糖醇和麥芽糖醇的作用相似。這種趨勢與麥芽糖醇和異麥芽酮糖醇的分子量、Tm和Tg的相似性匹配。這兩種糖類中每種糖類的物理性質的相似性使得它們能夠在配方中彼此替換。向含有其它糖類的糖體添加赤蘚糖醇主要是為了幫助糖體的混合和熔化。非常粘稠的熔化的異麥芽酮糖醇或麥芽糖醇糖體在混合和熔化處理步驟中需要顯著的能量。在熔化開始之前在擠出機中向麥芽糖醇或異麥芽酮糖醇料團添加赤蘚糖醇，使得能夠使用較少能量并在較低粘度下混合糖體，因為在糖體的混合和加熱中所有的赤蘚糖醇晶體熔化得早。當糖體混合并熔化時，與結晶和熔化的麥芽糖醇或異麥芽酮糖醇混合的熔化的赤蘚糖醇的粘度非常低，產生流體性更強的糖體。當糖體被擠出時以及當它被冷卻到110℃至150℃之間時，添加的赤蘚糖醇的幫助繼續起作用，這是因為赤蘚糖醇仍然大部分是熔化(即Tm＝121℃)和流體(即Tg＝-42℃)的，并且麥芽糖醇或異麥芽酮糖醇大部分是結晶的(即Tg＝144℃–147℃)或者熔化的麥芽糖醇或異麥芽酮糖醇具有高的熔體粘度。這產生了在110℃和150℃下混合并加熱后具有足夠的流體性以離開擠出機的料團。
只含有簡單糖類(包括但不限于異麥芽酮糖醇、麥芽糖醇、赤蘚糖醇、木糖醇、山梨糖醇)的熔融糖體有時在離開模板開口后在成分簡單多糖之間具有弱的粘合，因此糖體在離開模板開口后不能保持其繩索、帶或片的形式很長時間，如果不是完全不能保持形式的話。包含在糖體中(在糖體被熔化之前)的復合糖類產生一定的成膜，這產生更加緊致的糖體，其保持擠出的繩索、帶或片形式。聚葡萄糖、聚糖醇和玉米糖漿固體是在產生緊致的擠出料團中表現良好的復合糖類的實例。
表3：糖體配方：麥芽糖醇、赤蘚糖醇、聚糖醇
表3含有糖體配方，所述配方含有兩種簡單糖類(即麥芽糖醇和赤蘚糖醇)和一種復合糖類(即聚糖醇)。所有配方產生與落于表2中的配方內的其它配方相似的粘度，其在約110℃至約150℃的優選溫度范圍下，在2–8秒–1的剪切速率下具有約24至約815泊的實測粘度(在Brookfield粘度儀上測量)。
表3中的樣品5列出了含有91.6重量％的麥芽糖醇、1.4重量％的赤蘚糖醇和3.27重量％的聚糖醇的配方。從表1看出，麥芽糖醇和赤蘚糖醇具有比糖體被迫通過模板開口時的110℃–150℃的溫度低相當多的Tg值，這意味著這些熔化的糖類遠高于它們的無定形物理形式在固體與流體之間轉變的溫度(Tg)。它們自身不能維持特定的擠出形式非常長的時間。如果使用配方5制造的擠出的熔融糖體被快速施加到第二糖果部分(通過共擠出或擠出部分的組裝)，則配方5的熔融糖體仍具有期望的延遲的晶體生長速率，但是難以用作多部分糖果產品中的一部分。向含有簡單糖類的糖體添加聚糖醇，使得熔融的糖體在被迫通過模板開口時具有期望的結構。在110℃–150℃下，聚糖醇具有分枝結構，其可以將較小的熔化糖類保持在一起成為擠出的形式，比不含復合糖類的情況更加穩定。
表3還包括兩個其它配方(6和7)。表3中的所有三個配方含有麥芽糖醇、赤蘚糖醇和聚糖醇。所有這些配方產生在110℃–150℃下具有相近粘度的熔融糖體。顆粒淀粉被添加到配方5的糖體，但是沒有添加到配方6和7。盡管顆粒淀粉含有長的支鏈，但淀粉的形式不使其它糖類可以接近那些支鏈以構建緊致結構。需要水以使淀粉顆粒膨脹并伸展出它們的支鏈，并且這些配方不含水，因此淀粉顆粒(在配方5中所使用的水平上)流過熔融料團，如同它們是惰性成分一樣，既不增添也不減除其它糖類的效果。在配方7中，赤蘚糖醇百分數的增加降低了糖體的粘度。
表3還在所有三種配方中包含少量巴西棕櫚蠟。Tm為82℃–86℃的巴西棕櫚蠟在糖體熔化期間熔化。巴西棕櫚蠟的作用類似于赤蘚糖醇，后者作為潤滑劑并因此有助于糖體在混合和熔化期間的流動。由于蠟是疏水的并且糖類是親水的，因此在糖體與蠟之間幾乎沒有相互作用。蠟流向熔融料團的外表面并有助于使糖體通過擠出機并通過模板開口“滑動”。蠟似乎還有助于降低擠出的料團的粘性，這可能是由于在料團被擠出后部分降低了環境水分的吸收。蠟似乎不顯著影響糖體的緊致性或顯著影響糖體在110℃–150℃下的粘度。蠟可以用熔點與其相近的其它材料例如但不限于脂肪代替。由于聚糖醇含有顯著量的不結晶的物質，因此高水平的聚糖醇產生在110℃–150℃下具有可接受的粘度的熔融糖體，但是糖體與沒有或具有較少聚糖醇的糖體相比，具有較低的硬度和易碎性。聚糖醇本身完全不結晶，并且其長鏈結構通過物理妨礙晶體生長而減少糖體中的其它糖類的晶體形成。聚葡萄糖的作用類似于聚糖醇，因為它不結晶并且它的長結構可以物理妨礙其它糖類結晶。聚葡萄糖是吸濕的，可以吸收環境水分并產生發粘的外部質構。使用復合糖類的結果是含有它們的糖體在長的溫度和時間范圍內具有朝向柔性質構的趨勢。糖體中過多的這些復合糖類可以阻止足夠的簡單糖類結晶，使得最終的糖果更加柔軟且耐嚼而不是堅硬且易碎的。
使用包含在表3中并落于表2中的成分范圍之內的糖果部分(包含糖體)和具有表4中的配方的口香糖，制造多部分糖果。列于表4中的口香糖配方是軟質糖果的實例，并且其使用并不暗示對可用于制造其中一個部分是硬質糖果部分的多部分糖果的可能的軟質糖果的限制。
口香糖部分通過標準的口香糖方法制造。向混合機添加膠基，然后向混合機添加剩余的材料。將料團混合直至均勻。然后將料團添加到口香糖擠出機并擠出成帶，或者將料團添加到共擠出機，然后作為多部分糖果中的一個部分擠出。表4中的口香糖部分具有50℃–60℃的熔化(即軟化)溫度，這遠低于大多數糖類的熔點。
使用包含表2和表3中描述的糖體的糖果產品和表4中描述的口香糖制造多部分糖果產品。糖果料團由糖體和其它成分例如著色劑、調味劑、蠟或其組合構成。將含有糖體的糖果料團添加到擠出機，在那里將料團混合并熔化，然后迫使其從擠出機通過模板開口。擠出的糖類和口香糖部分通過經噴嘴共擠出而形成，所述噴嘴具有被用于糖果部分的狹縫開口圍繞的用于口香糖部分的狹縫開口，使得共擠出的多部分糖果具有總體帶狀形式，其中口香糖部分被糖果部分圍繞。通過切割然后精整，將多部分糖果成型成單個塊。得到的樣品具有堅硬且易碎的質構，其在咀嚼時是松脆的。
使用共擠出模板生產作為同心層的組裝體的樣品。迫使糖體通過模板中的環形狹縫，同時迫使軟質糖果部分(即口香糖)通過同一模板的中央的孔。在這些條件下，多層糖果被成型成外部具有糖體的雙層夾心繩索。在夾心繩索顯著冷卻之前，將夾心繩索成型成單個糖果塊。得到的樣品具有松脆的堅硬且易碎的質構。
作為層壓的層的組裝體的多部分糖果樣品可以通過如下方式生產：將糖果部分(具有落于表2或3中的配方范圍之內的配方)通過模板擠出以制造第一糖果產品帶，其可以被放置在傳送帶上；然后將口香糖部分(具有與表4中相似的配方)通過不同的模板擠出以制造口香糖部分帶，其可以被放置在已經在傳送帶上的第一帶的頂上；然后將糖果產品通過模板擠出以制造第二部分帶，其可以被放置在口香糖帶的頂上。兩個糖果部分帶在邊緣處可以流動，直至它們接觸。當將組裝的三個部分切割時，所述部分可以夾捏在一起，或者它們可以不夾捏在一起。當側面流動到一起并且使用夾捏來切割塊時，糖體將完全包圍口香糖部分。當側面不流動到一起并且在沒有將所述部分夾捏的情況下切割塊時，糖果產品塊將在所有側面上具有三明治外觀，所有部分都是可見的。所述部分可以具有足夠的柔性以流過并離開擠出機，并具有足夠的柔性以便當切割成單獨的塊時不斷裂，而糖類部分在咀嚼時仍然可以是堅硬、易碎且松脆的。
本發明的組合物和方法能夠被并入到各種實施方式的形式中，本文僅僅說明并描述了其中幾種。本發明可以以其它形式體現，而不背離其主旨或本質特征。在所有情況下，所描述的實施方式應該被當作僅僅是說明性而不是限制性的，因此本發明的范圍由隨附的權利要求書而不是上面的描述指定。所有進入權利要求書的意義和等同性范圍之內的變化都將被涵蓋在其范圍之內。